光纖通信實(shí)驗(yàn)箱--半導(dǎo)體LD光源的P-I曲線繪制實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1．了解半導(dǎo)體激光器平均輸出光功率與注入電流的關(guān)系；
2．掌握半導(dǎo)體激光器P-I曲線的測(cè)試及繪制方法。

二、實(shí)驗(yàn)儀器
1.光纖通信實(shí)驗(yàn)箱
2.20M雙蹤示波器
3.光功率計(jì)
4.電流表。
5.小平口螺絲刀
6.信號(hào)連接線 1根

三、實(shí)驗(yàn)原理
1．半導(dǎo)體激光器的功率特性示意圖：

半導(dǎo)體激光器的輸出光功率P與驅(qū)動(dòng)電流I的關(guān)系如圖1.3所示，該特性有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流稱為門限電流（或稱閥值電流），用Ith表示。在門限電流以下，激光器工作于自發(fā)輻射，輸出熒光，功率很小，通常小于100pw；在門限電流以上，激光器工作于受激輻射，輸出激光，功率隨電流迅速上升，基本上成直線關(guān)系。激光器的電流與電壓的關(guān)系相似于正向二極管的特性，但由于雙異質(zhì)結(jié)包含兩個(gè)PN結(jié)，所以在正常工作電流下激光器兩極間的電壓為1.2V。
P-I特性是選擇半導(dǎo)體激光器的重要依據(jù)，在選擇時(shí)，應(yīng)選閥值電流Ith盡可能小，Ith對(duì)應(yīng)P值小的半導(dǎo)體激光器，這樣的激光器工作電流小，工作穩(wěn)定性高，消光比大，而且不易產(chǎn)生光信號(hào)失真。且要求P-I曲線的斜率適當(dāng)。斜率太小。則要求驅(qū)動(dòng)信號(hào)太大，給驅(qū)動(dòng)電路帶來(lái)麻煩：斜率太大，則會(huì)出現(xiàn)光反射噪聲及使自動(dòng)光功率控制環(huán)路調(diào)整困難。
半導(dǎo)體激光器具有高功率密度和極高量子效率的特點(diǎn)，微小的電流變化會(huì)導(dǎo)致光功率輸出變化，是光纖通信中最重要的一種光源，激光二極管可以看作為一種光學(xué)振蕩器，要形成光的振蕩，就必須要有光放大機(jī)制，也即激活介質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，而且產(chǎn)生的增益足以抵消所有的損耗。將開(kāi)始出現(xiàn)凈增益的條件稱為閥值條件。一般用注入電流值來(lái)標(biāo)定，也即閥值電流Ith，當(dāng)輸入電流小于Ith時(shí)，其輸出光為非相干的熒光，類似于LED發(fā)出光，當(dāng)電流大于Ith時(shí)，則輸出光為激光，且輸入電流和輸出光功率成線性關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)就是對(duì)該線性關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，以驗(yàn)證P-I的線性關(guān)系。
在實(shí)驗(yàn)中所用到半導(dǎo)體激光器其輸出波長(zhǎng)為1310nm,帶尾纖及FC型接口。實(shí)驗(yàn)中半導(dǎo)體激光器電流的確定通過(guò)測(cè)量串聯(lián)在光端機(jī)信號(hào)輸入電路中電流表的電流值。

四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.關(guān)閉系統(tǒng)電源，按照?qǐng)D2.2將激光/探測(cè)器性能測(cè)試模塊、光功率計(jì)、電流表連接好。
2．將電流表（直流檔）接TP202，TP203，正表筆接TP202，負(fù)表筆接TP203，將K02跳線器拔掉。用尾纖將光功率計(jì)與TX1310法蘭輸出相連。
3．用錨孔連接線將P201信號(hào)輸入口接電源模塊的“GND”鉚孔。
4. 將跳線器K01拔掉，K03跳線插入右側(cè)（無(wú)APC調(diào)整），加電后即可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
5. 按照下表調(diào)整W202，達(dá)到相應(yīng)的電流值（順時(shí)針調(diào)激光管輸入電流減小），測(cè)出與電流相對(duì)應(yīng)的光功率。

電流I（mA） 4.6 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

功率P（dB）

電流I（mA） 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 13.0 13.5 14.0 15.0

功率P（dB）

7．以橫軸為為電流I，縱軸為功率P，按照上表畫(huà)出其相應(yīng)的P-I曲線。
另外，如果配置了LED擴(kuò)展模塊（選配），可以測(cè)試LED光源的P-I曲線。
8．測(cè)試完畢后，關(guān)閉系統(tǒng)電源，拆除各光器件并套好防塵帽，插好恢復(fù)K01、K02跳線器。
注：如對(duì)激光\探測(cè)器性能測(cè)試模塊的各個(gè)測(cè)試調(diào)節(jié)點(diǎn)功能不熟悉，請(qǐng)參見(jiàn)附錄三 “激光\探測(cè)器性能測(cè)試模塊介紹”。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1.整理P、I數(shù)據(jù)，繪制P-I曲線。
2.若配置的LED的850nm光傳輸系統(tǒng)模塊，測(cè)試LED光源的P-I曲線，對(duì)比測(cè)試的1310nmLD的P-I曲線有什么不同，得出你的結(jié)論

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